-金屬晶體chap

1、8-1 8-1 金屬晶體金屬晶體 金屬鍵由數(shù)目眾多的S軌道組成，每個金屬原子和離子的電子云分布基本是球?qū)ΨQ的。所以，金屬原子可看成半徑相等的園球。金屬晶體服從球密堆積原理。一、最密堆積最密堆積： 一維二維配位數(shù)2配位數(shù)6三維： 1種、第一層： （1+6）個，稱A層 C B A第二層：放在第一層空隙，為3個，稱B層第三層：放在第二層空隙，為3個，稱C層接著重復(fù)A，B，C的排列記為 ABCABC 稱為A A1 1 型,屬立方最密堆積。ABCAA1 型屬立方型屬立方F配位數(shù)為122種、第一層： （1+6）個，稱A層 第二層：放在第一層空隙，為3個，稱B層第三層：重復(fù)第一層排列（A）接著重復(fù)B，A，B

2、的排列記為 ABAB 稱A3型屬六方最密堆積（六方屬六方最密堆積（六方H）配位數(shù)為12 B A B AA BAA1和A3 型最密堆積的空間利用率為74.05%.3、A2 型密堆積：立方I （立方體心）配位數(shù)為8空間占有率為68.02%4、A4型密堆積：正四面體堆積配位數(shù)為4空間占有率為34.01%如A1型的空間占有率 如圖a4r空間占有率=晶胞內(nèi)球的體積晶胞體積立方F 占點(diǎn)81/8+61/2=4V球V晶胞araa)r(424222空間占有率%.)r(rar057462243443443333二、金屬原子半徑：金屬原子半徑：相鄰兩原子間的距離如測得晶胞參數(shù)a,b,c，凡符合其某種空間點(diǎn)陣型式，就

3、可算出r如 A1型 立方F 配位數(shù)12 arra4224A2型 立方I 配位數(shù)8arra4334A3型 六方H 配位數(shù)12arra212 8-2 8-2 離子晶體離子晶體由于離子鍵是正負(fù)離子依庫侖作用而形成，所以離子鍵沒有方向性和飽和性。離子晶體可看成由半徑不同的正負(fù)離子園球相互堆積的問題。由于負(fù)離子半徑較大，可把負(fù)離子看作等徑園球的密堆積，而正離子有序的填在空隙中。反之也可。一、幾種簡單的結(jié)構(gòu)形式：幾種簡單的結(jié)構(gòu)形式：由于離子晶體的多樣性，下面歸納一些簡單的結(jié)構(gòu)型式及其變形。1、NaCl型：型： Cl- ABCABC A1型 Na+ cabcabca 小a1型 屬立方面心套結(jié)構(gòu) Cl- 立方

4、F Na+ 占據(jù)八面體空隙配位數(shù)6：6-Na+-Cl-2、CsCl型：型： Cl- 立方P（占立方體頂點(diǎn)） Cs+ 占體心（立方體空隙）配位數(shù)8：83、ZnS型：型：立方立方ZnS型型-Cs+-S2-Cl-Zn2+Zn2+ 立方F（A1型） S2- 占四面體空隙配位數(shù) 4：4六方六方ZnS型型- S2-Zn2+Zn2+ 六方H（A3型） S2- 占正四面體空隙配位數(shù) 4：44、CaF2型：型：Ca2+ 立方F（A1型） F - 八個F -占全部正四面體空隙配位數(shù) 8：4-Ca2+-F-二、離子半徑與堆積方式：離子半徑與堆積方式：根據(jù)正負(fù)離子的半徑比，來預(yù)測離子化合物晶體的堆積方式如 KBr r

5、+/r-=0.133/0.196=0.68 配位數(shù)為6，屬NaCl型 r+/r - 配位數(shù) 晶體構(gòu)型0.1550.225 3 三角形(陽離子占三角形空隙)0.2250.414 4 四面體(陽離子占四面體空隙)0.4140.732 6 八面體(陽離子占八面體空隙)0,7321.000 8 立方體(陽離子占立方體空隙) 1.000 12 A1或 A3型 立方F或六方H如 77301380105052501810095093201810169048501400068040201840074022422.rr.rr.rr.rr.rrFCaClNaClCsOTiSZn 四面體空隙八面體空隙立方體空隙八面

6、體空隙立方體空隙離子晶體和離子鍵離子晶體和離子鍵 離子晶體可看作不等圓球的密堆積離子晶體可看作不等圓球的密堆積 離子半徑為接觸半徑離子半徑為接觸半徑 離子的配位數(shù)離子的配位數(shù): :和某離子相切異號離子個數(shù)和某離子相切異號離子個數(shù)離子半徑比離子半徑比 共價(jià)型晶體和分子晶體共價(jià)型晶體和分子晶體一一 共價(jià)型晶體共價(jià)型晶體原子間以共價(jià)鍵結(jié)合的無限大分子原子間以共價(jià)鍵結(jié)合的無限大分子原子晶體原子晶體混合鍵型晶體混合鍵型晶體分子型晶體分子型晶體分子間作用力是范德華力分子間作用力是范德華力COCO2 2晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)(a)(a)I I2 2晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)(b)(b)習(xí)題 例1、金屬W，經(jīng)X 射線分析，屬立方晶系。晶胞參數(shù)為321931630cm/g.,nm.a求 晶胞中的原子個數(shù)，原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，并確定其點(diǎn)陣型式解：Z=晶胞質(zhì)量/每個原子質(zhì)量2918385436310026918310163311910026918323382330.).(./.aN/V摩爾質(zhì)量晶胞中的原子個數(shù)為2，點(diǎn)陣型式屬立方I（如圖）原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)： （0，0，0），（1/2，1/2，1/2）例4、A2 型的配位數(shù)，原子半徑，空間占有率。解： A2 型為等徑園球的